Het jaar 2020 heeft heel wat te bieden op vlak van ruimtevaart. Zo worden er in 2020 maar liefst drie robotwagens op weg gebracht naar de planeet Mars en gaat China voor de eerste maal proberen om stukjes maanrots terug naar de Aarde te brengen. Daarnaast wordt er in 2020 ook nog een nieuwe ruimtesonde gelanceerd die de Zon gaat bestuderen en gaan we lanceringen zien van enkele nieuwe raketten zoals de Firefly Alpha. Ontdekt er alles over in dit uitgebreid artikel!
Amerika en Europa gaan de Zon bestuderen
De Verenigde Staten en Europa gaan in februari 2020 een nieuw ruimtetuig lanceren dat de onze ster, de Zon, moet bestuderen. De Solar Orbiter zal vanop Cape Canaveral in de ruimte gebracht worden met behulp van een Atlas V raket waarna het 1,8 ton zware onbemande ruimtetuig zich in een elliptische baan om de Zon moet begeven. Vanaf het dichtste punt in deze elliptische baan, 0,22 AU, moet de Solar Orbiter foto's in hoge resolutie maken van de Zon die scherper en gedetailleerder zijn dan ooit. Zo willen wetenschappers vooral de poolgebieden van onze eigen ster en de achterkant van de Zon bestuderen en wil men met deze missie ook onderzoek doen naar de heliosfeer van de Zon dat het gebied is rond onze ster waar de zonnewind overheerst. Om de heliosfeer te onderzoeken, zal de Solar Orbiter tot op 42 miljoen kilometer van onze ster gebracht worden (dichter tot de Zon dan de baan van Mercurius). Om tot op deze locatie te geraken, zal de Solar Orbiter een scheervlucht maken langs de Aarde en Venus. Aan boord van de Solar Orbiter bevinden zich 10 wetenschappelijke instrumenten en het ruimtetuig zelf zal worden voortgedreven met behulp van een ionenmotor. Eén van de wetenschappelijke instrumenten aan boord van de Solar Orbiter is de EUI (Extreme Ultraviolet Imager) telescoop die wetenschappers een unieke kans biedt om de dynamische processen in de zonneatmosfeer van dichtbij te bekijken. Het EUI-project is van start gegaan in 2008 onder de wetenschappelijke leiding van de Koninklijke Sterrenwacht van België (KSB) en de technische leiding van Centre Spatial de Liège. Na de lancering in februari 2020 zal het nog 3,5 jaar duren eer de Solar Orbiter zal aankomen in zijn juiste baan om de Zon.
Mars 2020
In 2020 worden verschillende robotwagens naar de planeet Mars gestuurd. Eén van hen is de Amerikaanse Mars 2020 missie. Deze Marsrover moet in augustus 2020 gelanceerd worden vanop Cape Canaveral met behulp van een Atlas V raket en moet vervolgens in februari 2021 landen op het oppervlak van de planeet Mars. De landing moet plaatsvinden in de Jezero krater die een diameter heeft van ongeveer 49 kilometer en waarvan wetenschappers sterk vermoeden dat dit gebied ooit een meer is geweest. De Mars 2020 robotwagen heeft een gewicht van 1 ton en werd uitgerust met een tiental wetenschappelijke instrumenten. Met deze instrumenten willen wetenschappers op zoek gaan sporen van leven door de Marsbodem grondig te bestuderen. Zo wil men met deze missie specifiek op zoek gaan fossiele sporen van micro-organismen die lang geleden op Mars zouden kunnen geleefd hebben. De Marsrover zelf is 3 meter lang, 2,7 meter breed en 2,2 meter hoog. Het ontwerp van de Mars 2020 rover lijkt veel op dat van de huidige Marswagen Curiosity. Indien de robotwagen in februari 2021 een zachte landing maakt op het Marsoppervlak hopen wetenschappers dat deze minstens 1 Marsjaar operationeel zal blijven. Dit komt overeen met 687 dagen op aarde. Opvallend aan deze missie is dat deze Marsrover ook een kleine helikopter drone met zich zal meedragen. Deze JPL Mars Helicopter Scout heeft een gewicht van bijna twee kilogram en moet gedurende een testperiode van 30 dagen verschillende keren opstijgen vanop het Marsoppervlak. De kleine drone werd ontwikkeld door het Amerikaanse Jet Propulsion Laboratory (JPL) en moet vooral nieuwe technologieën testen en demonstreren. Tijdens de testvluchten zal de JPL Mars Helicopter Scout op een hoogte van maximaal 10 meter boven de Marsbodem vliegen en kan deze een maximale afstand afleggen van 600 meter.
China gaat stukjes maanrots naar de Aarde brengen
Eind 2020 wil China een onbemand ruimtetuig naar de Maan sturen dat stukjes maanrots terug naar de Aarde moet brengen. Deze ambitieuze Chang'e 5 missie maakt net als de vorige Chinese missies naar de Maan deel uit van het Chinese Lunar Exploration Program (CLEP) dat geleid wordt door de China National Space Administration (CNSA). De meer dan 3,7 ton zware maanlander zal in de ruimte gebracht worden met behulp van een Chinese CZ-5 raket vanop het Wenchang Satellite Launch Center. Normaal had deze Chang'e 5 missie al enkele jaren eerder moeten plaatsvinden maar door problemen met de CZ-5 raket werd deze ambitieuze maanmissie uitgesteld. Indien de lancering en ruimtevlucht probleemloos verloopt, moet de Chang'e 5 lander, die ontwikkeld werd door de China Academy of Space Technology (CAST), landen in het Mons Rümker gebied op de Maan dat deel uitmaakt van het Oceanus Procellarum. Aan boord van de Chinese maanlander zullen zich camera's, een spectrometer en diverse andere wetenschappelijke instrumenten bevinden. Om stukken maanrots en bodemstalen te kunnen nemen, wordt de Chang'e 5 lander uitgerust met een speciale robotarm en een boor. Het uiteindelijk doel van deze missie is om minstens twee kilogram aan maanrots terug naar de Aarde te sturen. Indien China hierin slaagt, wordt dit het derde land ter wereld, na de Verenigde Staten en Rusland, dat stukjes maanrots terug naar de Aarde bracht. Na het verkrijgen van de stukjes maanrots zullen deze niet in één keer naar de Aarde worden gestuurd aangezien de afstand te groot. Deze zullen eerst in een baan om de Maan worden gebracht waarna ze moeten koppelen met een ander onbemand ruimtetuig en de stukken maanrots overgeladen worden in een speciale terugkeercapsule. Dit hele complexe proces zal volledig automatisch worden uitgevoerd zonder tussenkomst van de vluchtleiding.
China stuurt voor het eerst een rover naar Mars
Eén van de meest ambitieuze ruimtevaartprojecten uit 2020 wordt ongetwijfeld de lancering van de Chinese Marsrover Huoxing-1 (Mars Global Remote Sensing Orbiter and Small Rover). Zo wil China in juli of augustus 2020 met behulp van een krachtige Long March 5 raket zijn eerste Marsrover in de ruimte brengen die in april 2021 moet landen op het oppervlak van de 'rode planeet'. De 5 ton zware Chinese Marsrover werd ontwikkeld door de China Aerospace Science and Technology Corporation (CASC) en bestaat uit een orbiter en rover die voorzien werden van zes wetenschappelijke instrumenten. Dit ambitieuze project wordt geleid door het Chinese National Space Science Centre (NSSC) in Peking en heeft als belangrijkste doel om technologieën te demonstreren die China in de toekomst wil gebruiken voor een zogeheten 'Mars sample return mission' waarbij men bodemstalen van Mars naar de Aarde wil brengen. Naast het testen en demonstreren van nieuwe technologieën wil China met deze missie ook op zoek gaan naar sporen van leven op Mars, het oppervlak gedetailleerd in kaart brengen en zowel de bodem alsook de atmosfeer van deze planeet bestuderen. De Marsrover werd ontworpen om minstens 3 maanden operationeel te kunnen zijn op het Marsoppervlak. Na de kleine ruimtesonde Yinghuo 1 die helaas nooit bij de planeet Mars is aangekomen, is dit de tweede maal dat China een onbemand ruimtetuig naar Mars zal sturen.
Ook Europa brengt een rover op weg naar Mars
Naast de Verenigde Staten en China gaat ook Europa een robotwagen naar de planeet Mars brengen in 2020. Deze Marsrover maakt deel uit van het Europese ExoMars project en kreeg de naam 'Rosalind Franklin'. De Europese ruimtevaartorganisatie ESA heeft de traditie om missies naar grote wetenschappers te noemen, zoals Newton, Planck en Euclides en deze eerste Europese Marsrover werd genoemd naar de Britse chemicus en röntgenkristallograaf. Na de eerste missie uit het Europese ExoMars project, de Trace Gas Orbiter, gaat Europa met behulp van een Russische Proton raket in juli 2020 de 310 kilogram zware robotwagen Rosalind Franklin op weg naar Mars brengen. Deze robotwagen moet in maart 2021 samen met een Russisch onderzoeksplatform een zachte landing maken op het Marsoppervlak waarna dit onbemande tuig onder andere tot twee meter diep zal boren om stalen te nemen van de Marsbodem. Deze stalen moeten vervolgens onderzocht worden zodat wetenschappers kunnen achterhalen of er diep in de Marsbodem nog overblijfselen zijn bewaard gebleven van leven. ESA wil de Marsrover Rosalind Franklin laten landen in het Oxia Planum gebied dat zich in de buurt van de evenaar van Mars bevindt en 3,9 miljard jaar geleden de bodem was van een oceaan. In die periode leek Mars nog sterk op de Aarde waar op dat moment eencellig leven is ontstaan. Indien deze eerste Europese Marsrover probleemloos kan landen op Mars moet deze minstens zeven maanden operationeel blijven. Het Russische onderzoeksplatform dat tijdens deze missie meereist naar Mars kreeg de naam 'Kazachok'. Dit 827 kilogram zware platform werd uitgerust met meer dan tien wetenschappelijke instrumenten waaronder het LaRa (Lander Radioscience) instrument dat ontwikkeld werd door België om de rotatie en de inwendige structuur van Mars te kunnen bestuderen.
Eerste Arabische missie naar de planeet Mars
En alsof er in 2020 nog niet genoeg ruimtetuigen naar de planeet Mars worden gestuurd, plannen ook de Verenigde Arabische Emiraten in 2020 de lancering van hun eerste Marsverkenner. Deze 'Hope Mars Mission' werd ontwikkeld door het Mohammed bin Rashid Space Centre uit Dubai in samenwerking met de University of Colorado en Arizona State University uit de Verenigde Staten. De Mars Hope Mission bestaat uit een 1,5 ton zware kunstmaan die met behulp van een Japanse H-IIA raket in juli 2020 op weg moet gebracht worden naar de planeet Mars. Dit zal de eerste keer zijn in de geschiedenis van de ruimtevaart dat een Arabisch land en een West-Aziatisch land een ruimtetuig naar de planeet Mars zal brengen. Met deze Mars Hope Mission hoopt men dan ook dat duizenden mensen uit de Arabische wereld gestimuleerd worden om te kiezen voor een technische of wetenschappelijke richting in school of geboeid geraken door innovatie en onderzoek. Zeven maanden na de lancering vanuit Japan moet de Mars Hope Mission aankomen bij de 'rode planeet' waarna het tuig minstens twee jaar in een baan om Mars zal cirkelen. Het ruimtetuig is 2,9 meter lang en werd voorzien van drie wetenschappelijke instrumenten waarmee men het Marsoppervlak gedetailleerd in kaart wil brengen en de atmosfeer wil bestuderen. Zo wil men met deze missie een compleet beeld krijgen over de atmosfeer en het klimaat van Mars aangezien men dit dagelijks wil bestuderen om zo meer inzicht te krijgen in de seizoenen die zich afspelen op Mars en de klimaatsveranderingen. De data afkomstig van deze Marsverkenner zal over de hele wereld verspreidt worden onder 200 universiteiten en wetenschappelijke instituten zodat deze wereldwijd kan geanalyseerd worden.
Nieuwe raketten
Naast het in de ruimte brengen van tal van satellieten en ruimtesondes moeten in 2020 ook enkele nieuwe raketten voor het eerst gelanceerd worden. Eén van hen is de Indiase Small Satellite Launch Vehicle (SSLV) die door de Indian Space Research Organisation (ISRO) speciaal ontwikkeld werd voor het in de ruimte brengen van kleine satellieten. Deze nieuwe raket zal een lengte hebben van 34 meter en moet vrachten tot maximaal 500 kilogram in een lage baan om de Aarde kunnen brengen. Alles samen zal deze raket bij zijn lancering een gewicht hebben van 120 ton. Terwijl de eerste drie trappen van de SSLV gebruik maken van een vaste brandstof zal de vierde rakettrap functioneren op een vloeibare brandstof. De Indian Space Research Organisation (ISRO) wil de SSLV aanbieden op de commerciële lanceermarkt tegen een prijs van ongeveer 4,3 miljoen dollar per stuk. Ter vergelijking, de Electron raket van Rocket Lab heeft een prijskaartje van ongeveer 6 miljoen dollar per stuk. Net als de andere Indiase raketten zal ook de nieuwe SSLV raket gelanceerd worden vanop het Satish Dhawan Space Centre. In 2020 gaan we ook de eerste testvlucht zien van de lang verwachte opvolger van de Europese Ariane 5 raket, de Ariane 6. De ontwikkeling van de Ariane 6 wordt gefinancierd door de ESA, gebouwd door ArianeGroup en geëxploiteerd door Arianespace dat de raketten zal gebruiken om commerciële satellieten te lanceren. Deze nieuwe krachtige raket wordt ontwikkeld in twee varianten (A62 en A64) en moet in zijn zwaarste variant vrachten tot 21,6 ton tot in een lage baan om de Aarde kunnen brengen of 11,5 ton tot in een geostationaire overdrachtbaan. De Ariane 6 zal een lengte hebben van 63 meter en zal net als alle andere Europese Ariane raketten gelanceerd worden vanuit Frans-Guyana. Met deze Ariane 6 wil Europa de concurrentie aangaan met onder andere SpaceX die de afgelopen jaren tal van commerciële satellieten heeft kunnen lanceren door de lage kostprijs van de Falcon 9 raket.
Eerste lancering voor nieuw Amerikaans lanceerbedrijf
Het Amerikaanse private ruimtevaartbedrijf Firefly Aerospace werd in maart 2017 opgericht door Max Polyakov en Tom Markusic en heeft als doel het in de ruimte brengen van lichte en medium zware satellieten. Hiervoor ontwikkelt dit bedrijf de Firefly Alpha raket die vrachten tot 1 ton tot in een lage baan om de Aarde moet kunnen brengen. Firefly Aerospace groeide voort uit het bedrijf Firefly Space Systems dat in 2014 werd opgericht maar in 2017 failliet ging als gevolg van een juridische strijd tussen oprichter Tom Markusic en zijn vorige werkgever Virgin Galactic en het terugtrekken van enkele belangrijke investeerders. Markusic vond in Max Polyakov uiteindelijk een nieuwe investeerder en richtte samen Firefly Aerospace op. De Firefly Alpha raket zal bestaan uit twee trappen en zal een totale lengte hebben van 29 meter en een maximale diameter van 1,8 meter. Terwijl de onderste rakettrap uitgerust wordt met vier Reaver 1 raketmotoren zal de tweede trap voorzien worden van één Lightning 1 raketmotor. Firefly Aerospace biedt zijn raket tegen een prijs van ongeveer 15 miljoen dollar aan op de lanceermarkt en hoopt hierdoor heel wat ontwikkelaars van kleine satellieten zoals 'cubesats' te kunnen overtuigen. De Firefly Alpha kan één of meerdere vrachten tot 1 ton tot in een lage baan om de Aarde brengen op een hoogte van 200 kilometer en 600 kilogram tot in een zon-synchrone baan op een hoogte van ongeveer 500 kilometer. Indien het ontwerp van de Firefly Alpha raket een succes wordt, kan deze worden uitgebreid in een 'Beta' versie die zwaardere vrachten in de ruimte moet brengen. Deze Firefly Beta zal dan voorzien worden van twee extra boosterraketten waardoor deze vrachten tot 4 ton tot in een lage baan om de Aarde moet kunnen brengen. In 2015 kreeg Firefly Aerospace van de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA een 'Launch Services Program' contract ter waarde van 5,5 miljoen dollar voor de verdere ontwikkeling van de Firefly Alpha raket. In 2018 maakte Firefly Aerospace bekend dat het bedrijf het lanceercomplex SLC-2W op de Vandenberg Air Force Base zal gebruiken als vaste lanceerbasis voor de Firefly Alpha raketten. In februari 2019 maakte het bedrijf ook bekend dat het een tweede lanceercomplex zal gebruiken op de Cape Canaveral lanceerbasis in Florida. Daar zal Firefly Aerospace het LC-20 complex gebruiken voor het lanceren van de Firefly Alpha en een fabriek bouwen waarmee het bedrijf tot 24 raketten per jaar kan bouwen.
Nieuwe bemande ruimtevaartuigen
Indien alles verloopt volgens planning mogen we in 2020 ook de eerste bemande ruimtevluchten zien van twee nieuwe ruimtevaartuigen. Zo plannen de Amerikaanse ruimtevaartbedrijven SpaceX en Boeing in 2020 de eerste bemande ruimtevluchten van hun Crew Dragon en CST-100 Starliner ruimtecapsules die Amerikaanse astronauten opnieuw toegang tot de ruimte moeten bieden. Vandaag de dag worden ruimtevaarders naar en van het ISS gebracht met behulp van Russische Sojoez ruimtetuigen waardoor de vraag aan nieuwe bemande ruimtevaartuigen zeer groot is. Om hieraan een antwoord te kunnen bieden, sloot NASA met de bedrijven Boeing en SpaceX een contract voor de ontwikkeling van twee nieuwe bemande ruimtevaartuigen die in de toekomst Amerikaanse ruimtevaarders naar het ISS kunnen brengen. De Dragon 2, ook wel 'Crew Dragon' genoemd, werd net als de bijhorende Falcon 9 raket ontwikkeld en gebouwd door SpaceX en moet in opdracht van de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA astronauten naar en van het internationale ruimtestation ISS brengen in het kader van het Commercial Crew Program. De Dragon 2 heeft een maximale diameter van 3,7 meter, is 8,1 meter hoog en heeft zonder vracht of bemanning een gewicht van 6,3 ton. Aan boord biedt deze nieuwe ruimtecapsule is er plaats voor zeven ruimtevaarders. Drie beneden en vier daarboven. Een aantal stoelen aan boord van de capsule kan ook door vrachtrekken vervangen worden. Boven de stoelen van de gezagvoerder en de co-piloot bevinden zich enkele touchscreens en een bedieningspaneel met een aantal knoppen en een joystick, aan een beweegbare arm waarmee de Dragon kan worden bediend. Naast astronauten kan de Dragon 2 capsule ook 3,3 ton aan vracht naar het ISS brengen. Ook het Amerikaanse lucht- en ruimtevaartbedrijf Boeing plant in 2020 de eerste bemande vlucht met zijn nieuwe CST-100 Starliner ruimtecapsule. De CST-100 Starliner van Boeing heeft dezelfde conische vorm als de Apollo Command Module uit het Apollo Maanprogramma en werd ontworpen om op land te kunnen landen. Het grote voordeel aan dit ruimtevaartuig is dat deze door meerdere soorten raketten kan gelanceerd worden (Atlas V, Delta IV of Falcon 9). In eerste instantie zal deze ruimtecapsule in de ruimte worden gebracht door een Atlas V raket. Wanneer er bij de lancering iets mis zou gaan, wordt de CST-100 Starliner capsule van de raket weggetrokken door een zogeheten ‘launch escape system’ zodat de ruimtevaarders in veiligheid kunnen worden gebracht. Eenmaal in de ruimte kan de CST-100 Starliner tot zestig uur autonoom vliegen of 210 dagen in een lage baan om de Aarde blijven wanneer deze vastgehecht is aan het internationale ruimtestation ISS. In eerste instantie zal de CST-100 Starliner uitgerust worden met het NASA Docking System zodat het ruimtevaartuig zich kan vasthechten aan het Amerikaanse segment van het ISS.
